车辆部件检修车间集约化设计探析范文

《地下工程与隧道杂志》2016年第1期

摘要：

通过对上海轨道交通部件检修车间现状工艺流程及设备配置等进行分析，提出集约化的设计思路。运用图标对比的方法综合人工成本、土建成本、设备成本以及运营费用等，对不同规模的车间进行经济型评价。

关键词：

轨道交通；车辆部件；检修车间；集约化设计；设备成本；经济型 

随着轨道交通车辆各部件检修设备系统化、集成度和管理水平的提高，车辆部件大/架修的效率也随之提高，集约化是提高效率与效益的基本取向。集约化的“集”就是指集中，集合人力、物力、财力、管理等生产要素，进行统一配置；“约”是指在集中、统一配置生产要素的过程中，以节俭、约束、高效为价值取向，从而达到降低成本、高效管理的目的。通过对目前上海轨道交通部件检修车间现状工艺流程、设备配置、工时需求、定员配置等进行调研，对不同规模的检修车间进行任务量饱和程度的分析，进一步运用图标对比的方法综合人工、土建、设备等成本以及运营费用，对不同规模的车间进行经济性评价，提出集约化的设计思路。

1轨道交通车钩检修车间设计

1.1现状调研

1.1.1工艺流程

车辆部件及缓冲器分为全自动车钩、半自动车钩和半永久性车钩，检修涉及机械、电气和气动等各种零部件。3种车钩的检修相类似，区别在于：全自动车钩包括机械、气路、电气、对中装置、高度调整装置、缓冲器；半自动车钩相对于全自动车钩，将电气钩头改为对跨接电缆；半永久车钩没有电气连接功能，仅有机械、气路部件。车钩工艺流程归纳为：车钩进入待修区域，对车钩外观预检，预冲洗后拆解。其中，抱箍、缓冲器、车钩头、钩舌板进行除漆、探伤、补漆及更换损耗件；同时，电气、气路、机械等部件和缓冲器、EFG钩尾座等送入零部件检修区进行检修，组装后进行车钩连挂调试、车钩气密性调试，补漆后安装。车钩的架修和大修的区别主要是针对缓冲器及EFG钩尾座的检修。缓冲器架修时仅作清洗和颈部除漆探伤检查，大修则需要拆卸分解：环簧式检修钢弹簧，胶泥式更换、充填新的胶泥，然后进行检测；EFG钩尾座，大修时需要更换枕型橡胶，架修时视情况更换；其余电气、气路、机械部件的架修和大修深度基本一致。

1.1.2设备配置

检修过程中，将车钩分解、清洗，借助磁粉探伤仪检查车钩组成的关键部件（如钩舌板总成、车钩连接环、车钩壳体法兰处等）是否有裂纹或严重磨损。缓冲器检修需要试验台。目前车辆缓冲器型式有压溃管+EFG缓冲器、缓簧式+EFG缓冲器、气液式缓冲器等，缓冲器试验台需要根据本线所承担车型的缓冲器型式来进行配置。组装后的半自动车钩和全自动车钩还需要在车钩试验台测试联挂功能和管路接口气密性是否正常（见表1）。其中，由于车钩钩尾座芯轴、弹簧销、缓冲器球关节等部件的拆卸需要利用单柱液压机，并根据部件的不同，配置不同的夹具和工装。单柱液压机应尽量结合部件特性配置。

1.1.3工时

车钩预检清洗后需进行分解，分解后零部件将分别进入不同子部件检修区域进行检修，之后进行组装和调试。区域检修分为钩板、钩卡、钩头、钩舌板、卡环等受力部件的除漆、探伤和油漆，以及电气部件、气路部件、机械部件、钩尾座、缓冲器部件的检修，这几类部件检修为平行作业。考虑车钩架修和大修差别主要为部件检修，在不影响工时的情况下认为两者检修时间一样；全自动和半自动车钩差别主要在电气钩头的检修和调试，对于整个工时差别很小，也认为检修时间一样。对检修工时进行统计，其中受力部件的除漆、探伤、油漆，除了除漆利用夜间工休时间之外，整个检修工作耗时最长，全自动和半自动车钩约4h，半永久车钩约3h，可作为各部件平行作业的最大检修时间（见表2）。

1.2设计规模计算

以轨道交通车辆2列位的大/架修设计规模为例，计算车钩检修车间的设计规模。根据表2的检修工时，对车钩检修流水作业进度进行绘制，作业进度表分别见表3、表4。从表3中可以看出，自动工开始，第一个全/半自动车钩在13.5h时完成，每相隔4h完成一个车钩，可得出规律N个全/半自动车钩需要13.5h+4h(N–1)。同理，从表4中可以看出，半永久车钩需要7.5h+3h(N–1)。根据流水作业进度图，可得出：1）对于1列车：4个全/半自动车钩检修大约需要13.5+(4–1)×4=25.5h，8个半永久车钩检修大约需要7.5+(8–1)×3=28.5h，共需54h；按每天8h工作制，总共需要7d，可控制在1列车大/架修的部件检修时间内。2）对于2列位：1年完成8列车的大修及8列车的架修，64个全/半自动车钩检修大约需要13.5+(64–1)×4=265.5h，128个半永久车钩大约检修需要7.5+(128–1)×3=388.5h。对于2列位共需要82个工作日，以一年251个工作日计，各工位1台位即符合规模需求。可以看出，如果1条线的大/架修基地仅承担本线列车的大/架修任务，工作量远不饱和；即使承担两条线的检修任务，按照两倍的时间初步估算，也仅需要164个工作日，工作量仍然不饱和。

1.3车钩检修车间工艺设计

车钩检修需要配置清洗区、分解组装台位、零部件检修区、缓冲器检修间、零件油漆间、试验区及存放区域。经核算，如满足2列位大/架修库的检修需求，各工位均设置1台位即符合规模需求。缓冲器试验台为多种车型，预留1台位试验台；为方便拆装，分解和组装台处各配置悬臂吊；车钩存放区采用3层立体存放，8个存放架可满足2列车的存放需求。车钩检修车间主要包括车钩存放区域、门页检修区域和试验区域。2列位大/架修库需要配置清洗工位1台，拆、装工位各1台，试验工位1台。设备配置如下：拆装工装2台（含悬臂吊1台）、超声波清洗机1台、磁粉探伤仪1台、缓冲器试验台1台、车钩试验台1台、单柱液压机1台，配置台式钻床和砂轮机各1台，货架、工具柜若干。另外，车间内设2t电动单梁悬挂起重机1部，便于部件及设备吊运。

2车钩检修车间设计规模对比分析

2.1初步分析

对不同大/架修设计规模下车钩检修车间的设计规模进行对比（见表5）。由表5可以看出，规模越集中，车钩检修车间的工作量饱和度越高；但是当集中到一定程度，增加个别工序的工位后，导致部件整体检修时间下降，出现工作不饱和的情况。

2.2主要经济技术指标对比

除了人员配置、设备使用外，部件检修车间的设计还应结合人工成本、土建费用、运营费用和设备采购费用等因素综合考虑。首先，根据检修车间工艺设计可确定不同设计规模下的定员、房间面积及设备配置情况（见表6）。根据表6中车钩检修车间工艺设计方案，列出不同设计规模下部件检修车间各项经济技术指标（见表7）。

2.3图表分析

以大/架修设计规模为x轴，车钩检修车间工作量饱和度和单列车费用为y轴，绘制折线图（见图1），2条线之间的距离越短，说明方案的经济性越好。由图1可知，从x轴设计规模看，设计规模与效益之间并不存在正比关系，即：并不是车间规模越大，经济效益越好。对应大/架修8列位的部件检修车间较6、7列位的车间相比，工作量反而不再饱和，同时单列车费用也出现增加，仍不经济；从y轴两条线之间的距离来看，对应大/架修2、3、4列位的部件检修车间经济性最差，设计应尽少采用；对应大/架修5、6列位部件检修车间经济性较好。因此，提倡部件集中修，将路网中3～4条线的车钩集中至某一个大/架修基地集中检修，形成大规模检修车间；同时应研究多车间的组合，以达到效益最大化。

3检修实例分析

以国内某城市轨道交通车辆检修为例，该市由6条线路组成，配属车辆合计401列，年大修、架修任务分别约为41列，需要大/架修设计规模约为10列位。检修资源的分布情况为：全网设3处大/架修基地，设计规模分别为2列位、4列位、4列位，相应设3处车钩检修车间。从集约化设计理念考虑，检修车间分布过于分散，对全网设2处检修车间的方案进行了方案比选（见表8）。由表8可以看出，任一仅设2处车钩检修车间的方案在总投资和单列车费用均优于设3处车钩检修车间的方案，其中，以“5+5”的组合方式最为经济。

作者:乐云凯 单位:上海市隧道工程轨道交通设计研究院